الدليل الشامل لاختيار جهاز إرسال ضغط السيليكون المنتشر
إرشادات الخبراء لتطبيقات القياس الصناعي
ملخص
تُصنف أجهزة إرسال الضغط حسب تقنيات الاستشعار الخاصة بها، وتشمل السيليكون المنتشر، والسيراميك، والسعوي، والأحادي البلوري. ومن بين هذه الأجهزة، تُعد أجهزة إرسال الضغط المصنوعة من السيليكون المنتشر الأكثر استخدامًا في مختلف الصناعات. ونظرًا لأدائها القوي وموثوقيتها وفعاليتها من حيث التكلفة، فهي مثالية لمراقبة الضغط والتحكم فيه في قطاعات النفط والغاز، والمعالجة الكيميائية، وتصنيع الصلب، وتوليد الطاقة، والهندسة البيئية، وغيرها.
تدعم هذه الأجهزة المرسلة قياسات الضغط القياسي والمطلق والسالب - حتى في الظروف المسببة للتآكل أو الضغط العالي أو الخطرة.
ولكن كيف تطورت هذه التكنولوجيا، وما هي العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار النموذج المناسب؟
أصول تكنولوجيا السيليكون المنتشر
في تسعينيات القرن العشرين، قدمت شركة NovaSensor (الولايات المتحدة الأمريكية) جيلًا جديدًا من أجهزة استشعار السيليكون المنتشرة باستخدام تقنيات التصنيع الدقيق المتقدمة وربط السيليكون.
المبدأ بسيط ولكنه فعال: يُعزل ضغط العملية بواسطة غشاء، ويُنقل عبر زيت السيليكون المُحكم إلى غشاء سيليكون حساس. على الجانب الآخر، يُطبّق الضغط الجوي كمرجع. يُسبب هذا الاختلاف تشوه الغشاء - يتمدد أحد الجانبين، وينضغط الآخر. تكتشف مقاييس الانفعال المُدمجة هذا التشوه، وتُحوّله إلى إشارة كهربائية دقيقة.
8 معايير رئيسية لاختيار جهاز إرسال ضغط السيليكون المنتشر
1. خصائص الوسيط
إن الطبيعة الكيميائية والفيزيائية لسائل العملية تؤثر بشكل مباشر على توافق المستشعر.
مناسب:الغازات والزيوت والسوائل النظيفة - يتم التعامل معها عادةً باستخدام أجهزة استشعار من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L القياسية.
غير مناسب:الوسائط شديدة التآكل أو اللزوجة أو التبلور — قد تؤدي إلى انسداد المستشعر أو إتلافه.
التوصيات:
- السوائل اللزجة/المتبلورة (على سبيل المثال، السوائل الملاطية، والشراب): استخدم أجهزة إرسال الحجاب الحاجز المتدفقة لمنع الانسداد.
- التطبيقات الصحية (على سبيل المثال، الأغذية والأدوية): حدد نماذج الحجاب الحاجز المسطح ثلاثي المشابك (≤4 ميجا باسكال للتركيب الآمن).
- الوسائط الثقيلة (مثل الطين والبتومين): استخدم الأغشية المتدفقة الخالية من التجاويف، مع ضغط عمل أدنى يبلغ حوالي 2 ميجا باسكال.
⚠️ تحذير: لا تلمس أو تخدش غشاء المستشعر - فهو حساس للغاية.
2. نطاق الضغط
نطاق القياس القياسي: من -0.1 ميجا باسكال إلى 60 ميجا باسكال.
اختر دائمًا جهاز إرسال مصنف أعلى قليلاً من الحد الأقصى لضغط العمل لديك من أجل السلامة والدقة.
مرجع وحدة الضغط:
1 ميجا باسكال = 10 بار = 1000 كيلو باسكال = 145 رطل لكل بوصة مربعة = 760 مم زئبق ≈ 100 متر عمود الماء
المقياس مقابل الضغط المطلق:
- ضغط المقياس: متناسب مع الضغط الجوي المحيط.
- الضغط المطلق: يشير إلى الفراغ المثالي.
ملاحظة: في المناطق المرتفعة، استخدم أجهزة إرسال مقياس التهوية (مع أنابيب التهوية) للتعويض عن الضغط الجوي المحلي عندما تكون الدقة مهمة (
3. التوافق في درجة الحرارة
نطاق التشغيل النموذجي: من -20 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية.
بالنسبة للوسائط ذات درجة الحرارة المرتفعة (حتى 300 درجة مئوية)، ضع في اعتبارك ما يلي:
- زعانف التبريد أو المشتتات الحرارية
- أختام الحجاب الحاجز عن بعد بالشعيرات الدموية
- أنبوب نبضي لعزل المستشعر عن الحرارة المباشرة
4. مصدر الطاقة
الإمداد القياسي: DC 24V.
تقبل معظم الموديلات 5–30 فولت تيار مستمر، ولكنها تتجنب المدخلات الأقل من 5 فولت لمنع عدم استقرار الإشارة.
5. أنواع إشارة الإخراج
- 4–20 مللي أمبير (سلكين): معيار الصناعة للنقل لمسافات طويلة والمقاوم للتداخل
- 0–5 فولت، 1–5 فولت، 0–10 فولت (3 أسلاك): مثالي للتطبيقات قصيرة المدى
- RS485 (رقمي): للاتصالات التسلسلية والأنظمة الشبكية
6. خيوط اتصال العملية
أنواع الخيوط الشائعة:
- M20×1.5 (متري)
- G1/2، G1/4 (BSP)
- م14×1.5
قم بمطابقة نوع الخيط مع معايير الصناعة والمتطلبات الميكانيكية لنظامك.
7. فئة الدقة
مستويات الدقة النموذجية:
- ±0.5% FS – قياسي
- ±0.3% FS – للحصول على دقة أعلى
⚠️ تجنب تحديد دقة ±0.1% لمُرسِلات السيليكون المُنتشرة. فهي غير مُحسّنة للعمل فائق الدقة على هذا المستوى. بدلاً من ذلك، استخدم نماذج السيليكون أحادية البلورة لمثل هذه التطبيقات.
8. التوصيلات الكهربائية
اختر بناءً على احتياجات التثبيت الخاصة بك:
- DIN43650 (Hirschmann): ختم جيد، يستخدم بشكل شائع
- قابس الطيران: سهولة التركيب والاستبدال
- كابل مباشر: صغير الحجم ومقاوم للرطوبة
للاستخدام الخارجي، حدد غلافًا على طراز 2088 لتعزيز مقاومة الطقس.
اعتبارات الحالة الخاصة
س1: هل يمكنني قياس غاز الأمونيا؟
نعم، ولكن فقط باستخدام مواد مناسبة (مثل غشاء هاستيلوي، وأختام PTFE). كما يتفاعل الأمونيا مع زيت السيليكون، لذا يُنصح باستخدام زيت مُفلور كسائل تعبئة.
س2: ماذا عن المواد القابلة للاشتعال أو الانفجار؟
تجنب استخدام زيت السيليكون العادي. استخدم الزيوت المفلورة (مثل FC-70)، التي توفر ثباتًا كيميائيًا أفضل ومقاومة للانفجار.
خاتمة
بفضل موثوقيتها المثبتة وقدرتها على التكيف وفعاليتها من حيث التكلفة، تظل أجهزة إرسال الضغط المصنوعة من السيليكون المنتشر الحل المفضل في مختلف الصناعات.
يضمن الاختيار الدقيق المبني على الوسيط والضغط ودرجة الحرارة ونوع الاتصال والدقة الأداء الأمثل والمتانة على المدى الطويل.
هل تحتاج إلى مساعدة في اختيار النموذج المناسب؟
أخبرنا عن طلبك وسنساعدك في العثور على التطبيق المثالي.
وقت النشر: 03-06-2025